风力发电机组制造技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机组，其特征为：在常规钢制塔筒上下法兰之间安装预紧装置，各段塔筒上法兰通过该装置与其上部塔筒的下法兰连接，并通过该装置与其下部塔筒的上法兰连接。该预紧装置取代了常规钢制塔筒连接所使用的高强螺栓，将塔筒自上而下连为一体，并提高了塔筒刚度、频率和承载能力。根据整机性能需要调节拉索张紧程度，可以获得适当的刚度和频率。采用该装置时，相邻的两段塔筒间的拉索预紧装置彼此错开一定角度，于是在现场安装塔筒时，可以自底向上，逐次预紧各段塔筒，方便施工。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组
本专利技术涉及新能源
，尤其涉及一种风力发电机组。
技术介绍
为了提升风力发电机组发电量，其叶轮直径不断加大，塔筒高度日益增加。对于常规风力发电机组，随着高度增加，其钢制塔筒的刚度和(固有)频率快速下降，当塔筒固有频率与叶轮转频接近时，有发生共振的风险，影响风电机组整机性能甚至安全；此外，塔筒高度增加也使得其强度有所降低。为了解决上述问题，部分厂家通过大幅度增加塔筒直径和壁厚的手段，使塔筒保持适当的强度与刚度，由此造成塔筒重量显著增加；部分厂家通过调整控制策略的方法，使风力发电机组适应低刚度(固有频率)的塔筒，但增加了风电机组控制难度，存在相当大的风险。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺点，提供一种新型风力发电机组，通过拉索对常规钢制塔筒施加预应力，起到结构加强作用，提高塔筒刚度、频率和承载能力，解决钢制塔筒高度增加后刚度和频率快速下降进而影响整机性能的技术问题，该预紧装置成本低、调节方便。本专利技术的技术方案如下：一种风力发电机组，在常规钢制塔筒上下法兰之间安装预紧装置，各段塔筒的上法兰与其上部塔筒的下法兰通过该预紧装置连接，以及各段塔筒的下法兰与其下部塔筒的上法兰通过该预紧装置连接，其中，所述预紧装置分为上下锁紧部分，上锁紧部分包括：螺杆、螺帽、套筒、短拉杆和拉索，其结构形式为：螺杆穿过螺帽和上段塔筒的下法兰，通过螺纹连接固定，螺杆另一端与套筒上部通过螺纹连接，套筒下部与短拉杆通过螺纹连接，短拉杆另一端与拉索连接；下锁紧部分包括：螺杆、螺帽、套筒、长拉杆和拉索，螺杆穿过螺帽和下段塔筒的上法兰，通过螺纹连接固定，螺杆另一端与套筒下部通过螺纹连接，套筒上部与长拉杆通过螺纹连接，长拉杆另一端与拉索连接。该预紧装置取代了常规钢制塔筒连接所使用的高强螺栓，将塔筒自上而下连为一体，并提高了塔筒刚度、频率和承载能力。根据整机性能需要调节拉索张紧程度，可以获得适当的刚度和频率。采用该装置时，相邻的两段塔筒间的拉索预紧装置彼此错开一定角度，于是在现场安装塔筒时，可以自底向上，逐次预紧各段塔筒，方便施工。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：图1是本专利技术的风力发电机组的主视图。图2是本专利技术的风力发电机组的塔筒的剖视图。图3是图2的A-A剖视图。图4是图2的I部局部放大图。图5是图2的II部局部放大图。图6是斜拉索预紧装置示意图。附图标记说明：1基础、2塔筒、3机舱、4叶轮、5预紧装置；2-1基础环、2-2底段、2-3中下段、2-4中上段、2-5顶段、2-6过渡段、2-1-1基础环上法兰、2-2-1底段上法兰、2-2-2底段下法兰、2-3-2中下段下法兰、2-4-1中上段上法兰、2-5-1顶段上法兰、2-5-2顶段下法兰、2-6-1过渡段上法兰、2-6-2过渡段下法兰；5-1螺杆、5-2螺帽、5-3套筒、5-4短拉杆、5-5拉索、5-6长拉杆、5-7斜拉索、5-2-1螺纹、5-2-2喇叭口、5-3-1左旋螺纹、5-3-2右旋螺纹、5-3-3工艺孔、5-7-1斜拉索(1)、5-7-2斜拉索(2)、5-7-3斜拉索(3)。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-6所示，一种新型风力发电机组塔筒，包括：1基础、2塔筒(本案以4段为例)、3机舱、4叶轮、5预紧装置。如图1、2、3、4、5所示，在常规钢制塔筒上下法兰之间安装预紧装置5，取代相邻法兰连接所采用的高强螺栓，将塔筒自上而下连为一体。基础环2-1预埋于基础1，基础环上法兰2-1-1和底段下法兰2-2-2之间安装有螺帽5-2和长拉杆5-6，长拉杆5-6上部与拉索5-5连接，拉索5-5上部与短拉杆5-4连接，短拉杆5-4的螺杆段旋入套筒5-3下部，套筒5-3上部与螺杆5-1连接，螺杆5-1穿过螺帽5-2安装于底段上法兰2-2-1和中下段下法兰2-3-2。于是，预紧装置5将基础环2-1和底段2-2连为一体。预紧装置5根据塔筒性能要求可以选择布置不同规格、不同数量的拉索，本例优选为12组拉索。如图1、2、3、4、5所示，预紧装置5将底段2-2和中下段2-3连为一体。主要区别在于中下段2-3内的预紧装置5与底段2-2的预紧装置5彼此错开一定角度。因此在现场安装塔筒时，可以自底向上逐个塔段施工，保证了吊装过程中塔筒的稳定性。顶段2-5通过预紧装置5与中上段2-4连为一体，顶段上法兰2-5-1与过渡段2-6连接，过渡段2-6与机舱3连接。如图1、2所示。如图4、5所示，螺帽5-2通过螺纹5-2-1与塔筒法兰连接。由于塔筒存在一定锥度，螺杆5-1、长拉杆5-6布置时可能存在微小偏斜，在螺帽5-2端部设置喇叭口5-2-2以容纳偏斜。如图2、4所示，套筒5-3两端分别加工有左旋螺纹5-3-1、5-3-2右旋螺纹，分别与两侧的螺杆5-1、短拉杆5-4连接，起到防松作用；套筒5-3中部有工艺孔5-3-3，用于插入撬棒进行初步预紧。如图6所示，还可以成组布置斜拉索5-7，有助于进一步提高塔筒2的对扭矩的承载能力。本专利技术的工作原理如下：通过预紧装置5张紧拉索5-5，将塔筒2自上而下连为一体，调节拉索5-5的张紧程度，增加塔筒的刚度和频率，使其频率与风力发电机组整机性能相匹配，同时也提高了塔筒承载能力。以较小的代价解决了高塔筒频率偏低，影响风电机组整机性能及安全的问题，相较于增加塔筒直径和壁厚的手段(大幅度增加重量)，具有显著的经济优势。采用预紧装置5后，取代了常规钢制塔筒连接所使用的高强螺栓，一定程度上抵消了部分成本。此外，预紧装置5完成拉伸预紧后，后期维护工作量小，减少了维护成本。预紧装置5分为若干段，相邻的两段塔筒间的拉索预紧装置彼此错开一定角度，因此各段塔筒内的预紧装置可以在厂内预组装，现场吊装塔筒时，只需要采用拉伸器对拉索进行张紧即可，不需要额外配备起重机吊放拉索，各段之间的作业互不干扰，施工方便，效率高。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等均以附图中表示的放置状态为参照。还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组，其特征在于：在常规钢制塔筒上下法兰之间安装预紧装置，各段塔筒的上法兰与其上部塔筒的下法兰通过该预紧装置连接，以及各段塔筒的下法兰与其下部塔筒的上法兰通过该预紧装置连接，其中，所述预紧装置分为上下锁紧部分，上锁紧部分包括：螺杆、螺帽、套筒、短拉杆和拉索，其结构形式为：螺杆穿过螺帽和上段塔筒的下法兰，通过螺纹连接固定，螺杆另一端与套筒上部通过螺纹连接，套筒下部与短拉杆通过螺纹连接，短拉杆另一端与拉索连接；下锁紧部分包括：螺杆、螺帽、套筒、长拉杆和拉索，螺杆穿过螺帽和下段塔筒的上法兰，通过螺纹连接固定，螺杆另一端与套筒下部通过螺纹连接，套筒上部与长拉杆通过螺纹连接，长拉杆另一端与拉索连接。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组，其特征在于：在常规钢制塔筒上下法兰之间安装预紧装置，各段塔筒的上法兰与其上部塔筒的下法兰通过该预紧装置连接，以及各段塔筒的下法兰与其下部塔筒的上法兰通过该预紧装置连接，其中，所述预紧装置分为上下锁紧部分，上锁紧部分包括：螺杆、螺帽、套筒、短拉杆和拉索，其结构形式为：螺杆穿过螺帽和上段塔筒的下法兰，通过螺纹连接固定，螺杆另一端与套筒上部通过螺纹连接，套筒下部与短拉杆通过螺纹连接，短拉杆另一端与拉索连接；下锁紧部分包括：螺杆、螺帽、套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱少辉，吴建华，姜宏伟，王晓东，薛晓云，张建功，白恩泽，屈向前，王晓龙，王建华，
申请(专利权)人：太原重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14